萬(wàn) 冰

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

橋梁工程在我國(guó)的交通工程建設(shè)中具有十分重要的作用，能有效加強(qiáng)各區(qū)域的交通聯(lián)系，而大跨徑橋梁施工中經(jīng)常會(huì)遇到跨越河流的情況，因此深水樁基礎(chǔ)施工成為目前橋梁建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控[1-3]。該文針對(duì)某高速公路大橋無(wú)覆蓋層深水樁基施工實(shí)踐，全方位論述了其施工準(zhǔn)備工作，并對(duì)其施工中關(guān)鍵環(huán)節(jié)綜合分析，以確保深水樁基礎(chǔ)施工的規(guī)范化、科學(xué)化和系統(tǒng)化，全面促進(jìn)我國(guó)橋梁工程建設(shè)的發(fā)展。

1 工程概況

某大橋項(xiàng)目，是該高速公路的控制工程。中心樁號(hào)為K53+935，跨徑為3×30+（70+130+70）+6×30 m。上部結(jié)構(gòu)主要為預(yù)應(yīng)力混凝土T梁+連續(xù)鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、樁基礎(chǔ)。主橋4#、5#墩均位于水庫(kù)內(nèi)，河床覆蓋層大約l m左右，且河床為微風(fēng)化白云巖，強(qiáng)度較高。該文以主橋4#墩為例，介紹該大橋無(wú)覆蓋層深水樁基施工方案。

2 施工環(huán)境及水文地質(zhì)條件

4#、5#墩位于水庫(kù)主要蓄水區(qū)內(nèi)，在水庫(kù)泄水時(shí)，水流速度大，漲跌變化快，庫(kù)區(qū)水深年均為22 m。受撈沙船撈沙影響，橋位區(qū)河床覆蓋層主要為粉質(zhì)黏土、黏土、卵石土、粉砂等，該類土層承載力偏小，分布不均，層厚不一[4-5]。場(chǎng)地地區(qū)的年平均降水量1 455.9 mm，水庫(kù)2—6月為泄水期，水位低，7月至翌年1月為蓄水期，水位高。

3 鉆孔樁施工方案

由于該大橋主橋4#、5#墩淹沒在水中，設(shè)計(jì)的施工水位為166.0 m。經(jīng)研究決定，通過(guò)在水中搭設(shè)施工平臺(tái)完成鋼管樁施工，先根據(jù)鉆孔位置埋設(shè)鋼護(hù)筒，然后采用沖擊鉆清水成孔，通過(guò)氣舉正循環(huán)清孔。

3.1 鋼棧橋及水中鉆孔平臺(tái)施工方案

鋼管樁棧橋及施工平臺(tái)的施工工藝簡(jiǎn)單，投入少，施工速度快（棧橋和鋼平臺(tái)施工流程見圖1）。該鋼棧橋河灘處1#～6#墩、20#～23#墩采用“釣魚法”工藝進(jìn)行施工。鋼棧橋水中7#～19#墩及鋼平臺(tái)采用吊車上八車道駁船定位鋼管樁后拋錨進(jìn)行施打，船上吊車插打鋼管樁見圖2。

圖1 棧橋和鋼平臺(tái)施工流程示意圖

圖2 船上吊車插打鋼管樁示意圖

施打前應(yīng)根據(jù)樁位坐標(biāo)對(duì)鋼管柱實(shí)施精準(zhǔn)定位，施工時(shí)應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁體位置及垂直度，一旦出現(xiàn)偏差應(yīng)及時(shí)采取糾偏措施[6]。但是由于橋位區(qū)河床覆蓋層很薄，河床基巖強(qiáng)度較高。因此，需要對(duì)板凳樁進(jìn)行水下混凝土加固處理，水上施工平臺(tái)正面圖見圖3。

圖3 水上施工平臺(tái)側(cè)正面圖

3.2 鋼護(hù)筒制安

主墩樁基礎(chǔ)鋼護(hù)筒采用壁厚為10 mm、筒徑為340 cm的無(wú)縫鋼板加工而成。鋼護(hù)筒總體長(zhǎng)度為20.03～22.16 m，采用分節(jié)焊接拼裝，每節(jié)長(zhǎng)1.5 m，外加水平加勁肋，鋼護(hù)筒連接位置采用8塊規(guī)格為30 cm×40 cm的鋼板實(shí)施焊接加固，水上鉆孔平臺(tái)見圖4。

圖4 水上鉆孔平臺(tái)平面圖

鋼護(hù)筒在鉆孔平臺(tái)上進(jìn)行接長(zhǎng)逐節(jié)下放。吊車配合每節(jié)連接好后進(jìn)行下放。因河床覆蓋層很淺，待鋼護(hù)筒精準(zhǔn)下放著床后，采用120 t震動(dòng)錘將鋼護(hù)筒施打至設(shè)計(jì)高程，施打時(shí)應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼護(hù)筒垂直情況，并及時(shí)調(diào)控。待鋼護(hù)筒安裝完畢后，應(yīng)再次對(duì)樁位實(shí)施測(cè)量，若存在偏差應(yīng)及時(shí)采取糾偏措施，同時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)標(biāo)高進(jìn)行測(cè)定，以保證護(hù)筒深度[7]。

3.3 水下封底混凝土

由于橋位區(qū)4#、5#墩覆蓋層很淺，鋼護(hù)筒落在河床基巖上，致使鋼管樁無(wú)法插打入巖層，不能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，為保證鉆孔施工過(guò)程中施工平臺(tái)和鋼護(hù)筒的穩(wěn)定，需在護(hù)筒安裝后澆筑長(zhǎng)12.8 m、寬28.6 m、高1.5 m的C35封底混凝土。

在水下封底混凝土承臺(tái)模板安裝完畢后，由潛水員先下水使用吸泥機(jī)將承臺(tái)內(nèi)河床上的卵石、淤泥清除干凈，增強(qiáng)封底混凝土與河床基巖的聯(lián)結(jié)[8]。澆筑完畢的封底混凝土起到保持護(hù)筒內(nèi)泥漿高度，連接鋼護(hù)筒、鋼管樁的作用。

為防止封底混凝土在鉆孔施工時(shí)震動(dòng)開裂，在封底混凝土澆筑時(shí)在鋼護(hù)筒四周安裝壓漿管備用。封底混凝土澆筑前在鋼護(hù)筒底部開孔以保證鋼護(hù)筒內(nèi)混凝土與承臺(tái)混凝土同樣高度。

3.4 鉆孔施工

根據(jù)樁基直徑、嵌巖深度和基巖的強(qiáng)度，施工時(shí)采用沖擊鉆鉆機(jī)成孔。考慮到相鄰樁基施工時(shí)相互影響，每個(gè)施工平臺(tái)配備兩臺(tái)沖擊鉆，四個(gè)主墩錯(cuò)開施工。鉆孔施工示意見圖5。

圖5 鉆孔施工示意圖

（1）采用全站儀配合，精準(zhǔn)定位鉆機(jī)，使樁體中心與錘中心完全重合，以有效確保鉆孔垂直度。

（2）鉆孔施工過(guò)程中采用優(yōu)質(zhì)黃土進(jìn)行浮渣。由于該大橋位于巖溶區(qū)，無(wú)覆蓋層，裂隙發(fā)育，水頭無(wú)法保證。為保證鉆渣的排出，采用導(dǎo)管空壓機(jī)氣舉排渣，每打入1～2 m排渣一次，排渣后倒入黃土6～8 m3繼續(xù)鉆進(jìn)。

（3）鉆孔施工時(shí)應(yīng)持續(xù)作業(yè)，不得中斷。

（4）鉆孔施工時(shí)，應(yīng)對(duì)鉆孔情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，實(shí)時(shí)觀察鉆渣情況，結(jié)合鉆渣分析地質(zhì)狀況，采用標(biāo)準(zhǔn)深度測(cè)量繩對(duì)鉆孔深度實(shí)時(shí)測(cè)量，做好記錄。

（5）清孔：鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度，應(yīng)對(duì)鉆孔深度、直徑、型號(hào)及垂直度實(shí)施全面檢查，成孔質(zhì)量滿足規(guī)范要求后方可進(jìn)行下一步。質(zhì)量達(dá)標(biāo)后打開鋼護(hù)筒上的補(bǔ)水孔，同時(shí)利用氣舉循環(huán)系統(tǒng)將樁底的泥漿吹除干凈。再利用空壓機(jī)、導(dǎo)管、補(bǔ)水孔進(jìn)行氣舉正循環(huán)清孔，保證沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求[9]。

（6）使用吊車配合安裝鋼筋籠與聲測(cè)管，安裝過(guò)程中要保證垂直度，鋼筋籠的中心線要和樁基中心線保持一致。

（7）鋼筋籠安裝到位后采用剛性導(dǎo)管法灌注水下混凝土，灌注時(shí)應(yīng)指派專人對(duì)導(dǎo)管埋置深度實(shí)施監(jiān)測(cè)，并詳細(xì)記錄灌注情況。

4 施工難點(diǎn)及控制重點(diǎn)

（1）由于施工區(qū)域位于拓溪水庫(kù)內(nèi)，在施工平臺(tái)上進(jìn)行鉆孔作業(yè)首先要解決的是電力問題。通過(guò)在鋼便橋上鋪設(shè)施工電纜，與安置在橋頭位置的變電箱連接高壓電，為鉆孔施工提供電力。另外，橋頭的變電箱棚內(nèi)還安放了兩臺(tái)300 kW的發(fā)電機(jī)，如果遇到高壓電停電情況，可以使用發(fā)電機(jī)來(lái)保證鉆孔施工正常進(jìn)行。

（2）利用全站儀對(duì)鉆孔樁實(shí)施樁位檢測(cè)，檢測(cè)后保證樁位中線及高程偏差滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，通過(guò)軸線掛線對(duì)樁基礎(chǔ)縱、橫向位置偏差實(shí)施檢測(cè)。樁位控制點(diǎn)應(yīng)采取必要的保護(hù)措施，在樁基四周均勻布設(shè)四個(gè)定位控制樁，并進(jìn)行鉆孔的標(biāo)高測(cè)量[10]。

（3）拓溪水庫(kù)為附近部分居民的主要生活用水來(lái)源。在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，為保證水庫(kù)內(nèi)水質(zhì)不受到污染，在施工平臺(tái)上設(shè)置泥漿循環(huán)池用于泥漿的沉淀。清孔采用氣舉正循環(huán)進(jìn)行清孔（見圖6），導(dǎo)管頂口接橋面自制鋼箱，清孔時(shí)，附著在護(hù)筒壁的泥漿應(yīng)清洗干凈。

圖6 氣舉正循環(huán)清孔示意圖

（4）鋼筋籠安裝時(shí)，吊點(diǎn)設(shè)置合理，垂直度滿足要求，正對(duì)孔位，平穩(wěn)下放，防止觸碰孔壁，若存在下沉困難，應(yīng)及時(shí)查找原因，待處理完畢后再進(jìn)行下放。

5 結(jié)論

采用水上鉆孔平臺(tái)施工方案，科學(xué)高效地實(shí)現(xiàn)了該大橋深水無(wú)覆蓋層樁基施工，施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度等各方面均滿足要求，為無(wú)覆蓋層、河床基巖較高、水位較深橋梁工程樁基施工提供了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。此外，鋼便橋+施工平臺(tái)在進(jìn)行主墩下構(gòu)、上構(gòu)施工時(shí)也能提供很大作用，方便施工材料、設(shè)備運(yùn)輸以及混凝土澆筑。